JP2012151261A - Semiconductor light-emitting element, protective film of the same, and manufacturing method of the same - Google Patents

Semiconductor light-emitting element, protective film of the same, and manufacturing method of the same Download PDF

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Toshito Fujiwara
敏人 藤原
Toshihiko Nishimori
年彦 西森
Seiji Nishikawa
誠二 西川
Yuichi Kono
雄一 河野
Tadashi Shimazu
正 嶋津
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor light-emitting element, a protective film of the same, and a manufacturing method of the same, capable of attaining both high migration preventing property and hydrogen blocking property.SOLUTION: In the semiconductor light-emitting element which comprises: a plurality of semiconductor layers 12 to 14 formed on a substrate 11; and electrode parts 15 and 16 and electrode parts 17 and 18 to be electrodes of the plurality of semiconductor layers 12 to 14, peripherals of the plurality of semiconductor layers 12 to 14, electrode parts 15 and 16, and electrode parts 17 and 18 are coated, as a protecting film therefor, with a SiN film 21 composed of silicon nitride whose Si-H bonding amount in the film is 1.0×10/cmor less.

Description

本発明は、半導体発光素子、半導体発光素子の保護膜及びその作製方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor light emitting device, a protective film for the semiconductor light emitting device, and a method for manufacturing the same.

半導体発光素子として、省エネで長寿命を実現できる白色LED(Light Emitting Diode)は、新しい屋内・屋外照明材料として期待されている。   White LED (Light Emitting Diode), which can realize energy saving and long life as a semiconductor light emitting element, is expected as a new indoor / outdoor lighting material.

特開2006−041403号公報JP 2006-041403 A 特開2007−189097号公報JP 2007-189097 A

現在、省エネと長寿命を両立できる白色LEDは、省電力タイプに限られている。そのため、低消費電力で長寿命なメリットを生かしつつ、既存照明の置き換えをするには、低出力のLEDチップを複数個使用しなければならず、コストが高くなる原因となっていた。   Currently, white LEDs that can achieve both energy saving and long life are limited to the power saving type. For this reason, in order to replace existing lighting while taking advantage of low power consumption and long life, a plurality of low-power LED chips must be used, resulting in high costs.

照明の使用LEDチップ数を減らすには、1チップあたりの光出力を上げる必要がある。しかしながら、LED素子には、高出力化のために大電力を投入すると、発熱が増え、発熱が増えると発光効率が低下するという、発熱と発光効率低下の悪循環があり、最終的には、熱で素子が破壊されるか、効率が低下し、寿命も短くなるという問題がある。熱で寿命が短くなるのは、素子を高温で使用すると、電極部に使用されているAgのイオンマイグレーションが加速され、短絡による素子故障が発生しやすくなるからである。   In order to reduce the number of LED chips used for illumination, it is necessary to increase the light output per chip. However, the LED element has a vicious cycle of heat generation and lowering of light emission efficiency, when heat is increased to increase output, heat generation increases and light emission efficiency decreases as heat generation increases. However, there is a problem that the element is destroyed or the efficiency is lowered and the life is shortened. The reason why the lifetime is shortened by heat is that, when the device is used at a high temperature, ion migration of Ag used in the electrode portion is accelerated, and the device failure due to a short circuit is likely to occur.

又、Agは水分と反応することでもマイグレーションが加速する。そのため、Agを水分から守る保護膜をLED素子に用いると、マイグレーションが抑制でき、高出力素子の信頼性改善に有効である。一方、この保護膜には、素子内で発生した光を効率よく素子外部まで取り出せるように、高い光透過性が求められる。なぜなら、投入した電力のうち、最終的に外に出てくる光以外は全て熱となり、素子温度を上昇させるからである。従って、保護膜の光透過率が高ければ、光取出し効率が上がり、電流投入量も少なくでき、素子の効率を上げることができる。又、発熱やマイグレーションによる素子故障を抑制することも可能である。   Ag also accelerates migration by reacting with moisture. Therefore, when a protective film that protects Ag from moisture is used for the LED element, migration can be suppressed, which is effective in improving the reliability of the high-power element. On the other hand, the protective film is required to have high light transmittance so that light generated in the element can be efficiently extracted outside the element. This is because all of the input electric power except for the light that finally comes out becomes heat, and the element temperature is raised. Therefore, if the light transmittance of the protective film is high, the light extraction efficiency increases, the amount of current input can be reduced, and the efficiency of the element can be increased. It is also possible to suppress device failure due to heat generation or migration.

又、水素(H、H+等も含む)によりLED素子が劣化することが分かっている。これは、活性層の片側にあるP型GaNに保護膜中に含まれる水素が拡散し、キャリアが水素に取られ、p型GaNの抵抗が高くなることで発光が弱くなってしまうためである。更に、LED素子のプロセスでは、半導体と金属のコンタクト抵抗を減らすために、水素を含む雰囲気下でアニール処理を施しており、水素が混入しやすい環境に曝される。 It has also been found that LED elements are deteriorated by hydrogen (including H, H + and the like). This is because hydrogen contained in the protective film diffuses into the P-type GaN on one side of the active layer, carriers are taken up by hydrogen, and the resistance of the p-type GaN increases, so that light emission is weakened. . Further, in the process of the LED element, in order to reduce the contact resistance between the semiconductor and the metal, annealing is performed in an atmosphere containing hydrogen, which is exposed to an environment in which hydrogen is likely to be mixed.

ここで、従来例1として、特許文献1のLED素子構造を図8に示して、その問題点を説明する。なお、図8中、符号61はサファイア基板、62はn型GaNからなるn型半導体層、63は活性層、64はp型GaNからなるp型半導体層、65はp電極、66はpパッド、67はn電極、68はnパッド、71はSiN膜、72はSiO膜である。このp電極65は、Ag/Ni/Ptからなる多層構造である。又、図中の矢印は、透過光の様子を示している。   Here, as Conventional Example 1, the LED element structure of Patent Document 1 is shown in FIG. In FIG. 8, reference numeral 61 is a sapphire substrate, 62 is an n-type semiconductor layer made of n-type GaN, 63 is an active layer, 64 is a p-type semiconductor layer made of p-type GaN, 65 is a p-electrode, and 66 is a p-pad. 67 is an n electrode, 68 is an n pad, 71 is a SiN film, and 72 is a SiO film. The p electrode 65 has a multilayer structure made of Ag / Ni / Pt. Moreover, the arrow in a figure has shown the mode of the transmitted light.

図8に示す従来のLED素子構造においては、保護膜として、防水性の高いSiN膜71をp電極65の周辺部にのみ用い、その後、全体にSiO膜72を成膜している。上記素子構造においては、p電極65中のAgが半導体側面まで拡散した場合、SiO膜72では防水性が低いため、マイグレーションが進行し易い。又、一般的に、SiN膜71はSiO膜72より光の透過率が低いため、p電極65の周辺で透過率が低くなり、外部への光取出し効率が低下する。又、保護膜(SiN膜71、SiO膜72)中に含まれる水素が拡散して、p型GaNからなるp型半導体層64の抵抗を高くする。又、LED素子のプロセスでは、水素を含む雰囲気下でアニール処理が施されるため、水素が混入しやすく、この水素が拡散して、p型半導体層64の抵抗を高くする。   In the conventional LED element structure shown in FIG. 8, a highly waterproof SiN film 71 is used only on the periphery of the p-electrode 65 as a protective film, and then an SiO film 72 is formed on the entire surface. In the element structure, when Ag in the p-electrode 65 diffuses to the semiconductor side surface, the SiO film 72 has low waterproofness, so that migration easily proceeds. In general, the light transmittance of the SiN film 71 is lower than that of the SiO film 72. Therefore, the transmittance is reduced around the p-electrode 65, and the light extraction efficiency to the outside is reduced. Further, hydrogen contained in the protective film (SiN film 71, SiO film 72) diffuses to increase the resistance of the p-type semiconductor layer 64 made of p-type GaN. Further, in the LED element process, since annealing is performed in an atmosphere containing hydrogen, hydrogen is likely to be mixed, and this hydrogen diffuses to increase the resistance of the p-type semiconductor layer 64.

又、従来例2として、特許文献2のLED素子構造を図9に示して、その問題点を説明する。なお、図9において、図8と同等の構成については同じ符号を付す。又、図中の矢印は、透過光の様子を示している。但し、符号81はSiN膜である。   Moreover, the LED element structure of patent document 2 is shown in FIG. 9 as the prior art example 2, and the problem is demonstrated. In FIG. 9, the same components as those in FIG. Moreover, the arrow in a figure has shown the mode of the transmitted light. Reference numeral 81 denotes a SiN film.

図9に示す従来のLED素子構造においては、保護膜として、素子全体に防水性の高いSiN膜81を用いている。上記素子構造においては、素子全体が透過率の低いSiN膜81で覆われているため、素子から外部への光取出し効率が低下する。又、保護膜(SiN膜81)中に含まれる水素が拡散して、p型GaNからなるp型半導体層64の抵抗を高くする。又、LED素子のプロセスでは、水素を含む雰囲気下でアニール処理が施されるため、水素が混入しやすく、この水素が拡散して、p型半導体層64の抵抗を高くする。特に、通常の条件で形成されるSiN膜81は、膜が緻密ではなく、水素が透過し易い。   In the conventional LED element structure shown in FIG. 9, a highly waterproof SiN film 81 is used for the entire element as a protective film. In the element structure, since the entire element is covered with the SiN film 81 having a low transmittance, the light extraction efficiency from the element to the outside is lowered. Further, hydrogen contained in the protective film (SiN film 81) diffuses to increase the resistance of the p-type semiconductor layer 64 made of p-type GaN. Further, in the LED element process, since annealing is performed in an atmosphere containing hydrogen, hydrogen is likely to be mixed, and this hydrogen diffuses to increase the resistance of the p-type semiconductor layer 64. In particular, the SiN film 81 formed under normal conditions is not dense and easily transmits hydrogen.

このように、従来のLED素子構造においては、水素がLED素子内部に到達してしまい、高いマイグレーション防止性と水素ブロック性の両立が困難であった。   Thus, in the conventional LED element structure, hydrogen reaches the inside of the LED element, and it is difficult to achieve both high migration prevention property and hydrogen blocking property.

本発明は上記課題に鑑みなされたもので、高いマイグレーション防止性と水素ブロック性とを両立する半導体発光素子、半導体発光素子の保護膜及びその作製方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor light-emitting device, a protective film for the semiconductor light-emitting device, and a method for manufacturing the semiconductor light-emitting device that achieve both high migration prevention and hydrogen blocking properties.

上記課題を解決する第1の発明に係る半導体発光素子の保護膜は、
基板上に形成された複数の半導体層と、前記複数の半導体層の電極となる複数の電極部とを有する半導体発光素子において、当該半導体発光素子を保護する保護膜であって、
前記保護膜として、前記複数の半導体層及び前記複数の電極部の周囲を被覆する第1の保護膜を設けると共に、
前記第1の保護膜を、膜中のSi−H結合量が1.0×1020[個/cm3]以下の窒化珪素としたことを特徴とする。
The protective film of the semiconductor light emitting device according to the first invention for solving the above-described problems is,
In a semiconductor light emitting device having a plurality of semiconductor layers formed on a substrate and a plurality of electrode portions to be electrodes of the plurality of semiconductor layers, a protective film for protecting the semiconductor light emitting device,
As the protective film, a first protective film that covers the periphery of the plurality of semiconductor layers and the plurality of electrode portions is provided,
The first protective film is silicon nitride having a Si—H bond content of 1.0 × 10 20 [pieces / cm 3 ] or less in the film.

上記課題を解決する第2の発明に係る半導体発光素子の保護膜は、
上記第1の発明に記載の半導体発光素子の保護膜において、
更に、前記第1の保護膜の周囲を被覆する第2の保護膜を設けると共に、
前記第1の保護膜を、膜厚10nm以上とし、
前記第2の保護膜を、酸化珪素としたことを特徴とする。
The protective film of the semiconductor light emitting element according to the second invention for solving the above-described problems is
In the protective film of the semiconductor light emitting element according to the first invention,
Furthermore, while providing a second protective film covering the periphery of the first protective film,
The first protective film has a thickness of 10 nm or more,
The second protective film is made of silicon oxide.

上記課題を解決する第3の発明に係る半導体発光素子の保護膜は、
上記第2の発明に記載の半導体発光素子の保護膜において、
更に、前記第2の保護膜の周囲を被覆する第3の保護膜を設けると共に、
前記第3の保護膜を、前記第1の保護膜と同じく、膜中のSi−H結合量が1.0×1020[個/cm3]以下の窒化珪素とすると共に、当該膜厚を10nm以上としたことを特徴とする。
A protective film of a semiconductor light emitting element according to a third invention for solving the above-described problems is
In the protective film of the semiconductor light emitting element according to the second invention,
Furthermore, while providing a third protective film covering the periphery of the second protective film,
Similar to the first protective film, the third protective film is silicon nitride having a Si—H bond content of 1.0 × 10 20 [pieces / cm 3 ] or less, and the film thickness is It is characterized by being 10 nm or more.

上記課題を解決する第4の発明に係る半導体発光素子の保護膜は、
上記第1〜第3のいずれか1つの発明に記載の半導体発光素子の保護膜において、
前記複数の半導体層の少なくとも1つをp型GaNからなる半導体層とすることを特徴とする。
A protective film of a semiconductor light emitting element according to a fourth invention for solving the above-described problems is
In the protective film of the semiconductor light emitting element according to any one of the first to third inventions,
At least one of the plurality of semiconductor layers is a semiconductor layer made of p-type GaN.

上記課題を解決する第5の発明に係る半導体発光素子の保護膜は、
上記第1〜第4のいずれか1つの発明に記載の半導体発光素子の保護膜において、
前記複数の電極部の少なくとも1つが銀を含有する金属からなることを特徴とする。
A protective film of a semiconductor light emitting element according to a fifth invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
In the protective film of the semiconductor light emitting element according to any one of the first to fourth inventions,
At least one of the plurality of electrode portions is made of a metal containing silver.

上記課題を解決する第6の発明に係る半導体発光素子は、
上記第1〜第5のいずれか1つの発明に記載の半導体発光素子の保護膜を用いたことを特徴とする。
A semiconductor light emitting device according to a sixth invention for solving the above-described problems is as follows.
A protective film for a semiconductor light emitting element according to any one of the first to fifth inventions is used.

上記課題を解決する第7の発明に係る半導体発光素子の保護膜の作製方法は、
基板上に形成された複数の半導体層と、前記複数の半導体層の電極となる複数の電極部とを有する半導体発光素子において、当該半導体発光素子を保護する保護膜の作製方法であって、
前記保護膜として、前記複数の半導体層及び前記複数の電極部の周囲を被覆する第1の保護膜を設け、膜中のSi−H結合量が1.0×1020[個/cm3]以下の窒化珪素から形成することを特徴とする。
A manufacturing method of a protective film of a semiconductor light emitting element according to a seventh invention for solving the above-described problem is as follows.
In a semiconductor light emitting device having a plurality of semiconductor layers formed on a substrate and a plurality of electrode portions serving as electrodes of the plurality of semiconductor layers, a method for producing a protective film for protecting the semiconductor light emitting device,
As the protective film, a first protective film that covers the periphery of the plurality of semiconductor layers and the plurality of electrode portions is provided, and the amount of Si—H bonds in the film is 1.0 × 10 20 [pieces / cm 3 ]. It is formed from the following silicon nitride.

上記課題を解決する第8の発明に係る半導体発光素子の保護膜の作製方法は、
上記第7の発明に記載の半導体発光素子の保護膜の作製方法において、
前記第1の保護膜を、膜厚10nm以上とすると共に、
更に、前記第1の保護膜の周囲を被覆する第2の保護膜を設け、酸化珪素から形成することを特徴とする。
A manufacturing method of a protective film of a semiconductor light emitting element according to an eighth invention for solving the above-described problems is as follows.
In the method for manufacturing a protective film of a semiconductor light emitting element according to the seventh invention,
The first protective film has a thickness of 10 nm or more,
Further, a second protective film covering the periphery of the first protective film is provided, and is formed from silicon oxide.

上記課題を解決する第9の発明に係る半導体発光素子の保護膜の作製方法は、
上記第8の発明に記載の半導体発光素子の保護膜の作製方法において、
更に、前記第2の保護膜の周囲を被覆する第3の保護膜を設け、前記第1の保護膜と同じく、膜中のSi−H結合量が1.0×1020[個/cm3]以下の窒化珪素から形成すると共に、当該膜厚を10nm以上とすることを特徴とする。
A manufacturing method of a protective film of a semiconductor light emitting element according to a ninth invention for solving the above-described problems is
In the method for manufacturing the protective film of the semiconductor light emitting element according to the eighth invention,
Further, a third protective film is provided to cover the periphery of the second protective film, and the Si—H bond amount in the film is 1.0 × 10 20 [pieces / cm 3 , as in the first protective film. The film is formed from the following silicon nitride, and the film thickness is 10 nm or more.

上記課題を解決する第10の発明に係る半導体発光素子の保護膜の作製方法は、
上記第7〜第9のいずれか1つの発明に記載の半導体発光素子の製造方法において、
前記複数の半導体層の少なくとも1つをp型GaNからなる半導体層から形成することを特徴とする。
A manufacturing method of a protective film of a semiconductor light emitting element according to a tenth invention for solving the above-described problem,
In the method for manufacturing a semiconductor light emitting element according to any one of the seventh to ninth inventions,
At least one of the plurality of semiconductor layers is formed of a semiconductor layer made of p-type GaN.

上記課題を解決する第11の発明に係る半導体発光素子の保護膜の作製方法は、
上記第7〜第10のいずれか1つの発明に記載の半導体発光素子の製造方法において、
前記複数の電極部の少なくとも1つが銀を含有する金属からなることを特徴とする。
A manufacturing method of a protective film of a semiconductor light emitting element according to an eleventh invention for solving the above-described problems is as follows.
In the method for manufacturing a semiconductor light emitting element according to any one of the seventh to tenth inventions,
At least one of the plurality of electrode portions is made of a metal containing silver.

本発明によれば、半導体発光素子において、従来不可能であった高いマイグレーション防止性と水素ブロック性の両立が可能となり、素子の信頼性を向上させることができる。   According to the present invention, in a semiconductor light emitting device, it is possible to achieve both high migration preventing property and hydrogen blocking property, which were impossible in the past, and to improve device reliability.

本発明に係る半導体発光素子の実施形態の一例(実施例1)として、その素子構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the element structure as an example (Example 1) of the embodiment of the semiconductor light-emitting device which concerns on this invention. 図1に示した半導体発光素子のSiN膜を形成するプラズマ処理装置の構成図である。It is a block diagram of the plasma processing apparatus which forms the SiN film | membrane of the semiconductor light-emitting device shown in FIG. SiN膜における膜中水素量(Si−H結合量)とストレス変化量との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the amount of hydrogen (Si-H bond amount) in a SiN film, and the amount of stress change. SiN膜における膜中水素量(Si−H結合量)と透過率との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the amount of hydrogen (Si-H bond amount) in a SiN film, and the transmittance. 本発明に係る半導体発光素子の実施形態の一例(実施例2)として、その素子構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the element structure as an example (Example 2) of the embodiment of the semiconductor light-emitting device which concerns on this invention. 本発明に係る半導体発光素子のSiN膜と従来のSiN膜において、その防水性と膜厚との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the waterproofness and film thickness in the SiN film | membrane of the semiconductor light-emitting device based on this invention, and the conventional SiN film | membrane. 本発明に係る半導体発光素子の実施形態の他の一例(実施例3)として、その素子構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the element structure as another example (Example 3) of embodiment of the semiconductor light-emitting device which concerns on this invention. 従来のLED素子構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the conventional LED element structure. 従来の他のLED素子構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other conventional LED element structure.

以下、本発明に係る半導体発光素子、半導体発光素子の保護膜及びその作製方法について、その実施形態のいくつかを図1〜図7を参照して説明する。なお、以下に示す実施例では、半導体発光素子としてLEDを用いた例について説明する。   Hereinafter, some of the embodiments of the semiconductor light emitting device, the protective film of the semiconductor light emitting device, and the manufacturing method thereof according to the present invention will be described with reference to FIGS. In the following examples, an example in which an LED is used as a semiconductor light emitting element will be described.

(実施例1)
図1は、本実施例のLEDの素子構造を示す断面図である。又、図中の矢印は、透過光の様子を示している。
Example 1
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the element structure of the LED of this example. Moreover, the arrow in a figure has shown the mode of the transmitted light.

本実施例のLEDは、サファイアからなる基板11上に、n型GaNからなるn型半導体層12、GaNとInGaNを交互に積層した多重量子井戸構造からなる活性層13、p型GaNからなるp型半導体層14が順次積層された半導体層の素子構造である。なお、n型半導体層12、p型半導体層14は、各々、n型コンタクト層、p型コンタクト層を含む構造となっている。   The LED of the present embodiment includes an n-type semiconductor layer 12 made of n-type GaN, an active layer 13 made of a multiple quantum well structure in which GaN and InGaN are alternately stacked, and a p-type made of p-type GaN. This is an element structure of a semiconductor layer in which type semiconductor layers 14 are sequentially stacked. The n-type semiconductor layer 12 and the p-type semiconductor layer 14 have a structure including an n-type contact layer and a p-type contact layer, respectively.

そして、積層されたp型半導体層14、活性層13及びn型半導体層12の一部を、エッチングにより除去することにより、n型半導体層12のn型コンタクト層を露出し、その露出した部分に、半導体層側からW/Ptを順次積層して、n電極17を形成する。一方、p型半導体層14のp型コンタクト層の上面には、半導体層側からAg/Ni/Pt順次積層して、p電極15を形成している。又、バンプ形成のため、p電極15上には、Auからなるpパッド16を形成し、n電極17上には、Auからなるnパッド18を形成している。このように、p電極15及びpパッド16、そして、n電極17及びnパッド18を、各々、積層した半導体層に対する電極部としている。   Then, a part of the stacked p-type semiconductor layer 14, active layer 13, and n-type semiconductor layer 12 is removed by etching to expose the n-type contact layer of the n-type semiconductor layer 12, and the exposed portion. Then, W / Pt is sequentially stacked from the semiconductor layer side to form the n-electrode 17. On the other hand, on the upper surface of the p-type contact layer of the p-type semiconductor layer 14, a p-electrode 15 is formed by sequentially stacking Ag / Ni / Pt from the semiconductor layer side. In order to form bumps, a p-pad 16 made of Au is formed on the p-electrode 15, and an n-pad 18 made of Au is formed on the n-electrode 17. As described above, the p electrode 15 and the p pad 16, and the n electrode 17 and the n pad 18 are used as electrode portions for the stacked semiconductor layers, respectively.

上述した素子構造において、pパッド16及びnパッド18におけるバンプのための開口部を除き、半導体層(n型半導体層12、活性層13及びp型半導体層14)及び電極部(p電極15及びpパッド16、n電極17及びnパッド18)の周囲を被覆するように、SiN膜21(第1の保護膜)を積層している。このSiN膜21は、絶縁性を有し、水素ブロック性が高いSiNからなり、この1つの層で保護膜を形成している。このように、Agを含有するp電極15の周囲だけでなく、素子全体の周囲を、SiN膜21により保護する構造となる。   In the element structure described above, the semiconductor layer (n-type semiconductor layer 12, active layer 13 and p-type semiconductor layer 14) and electrode portion (p-electrode 15 and p-type semiconductor layer 14, except for the openings for bumps in the p-pad 16 and n-pad 18). A SiN film 21 (first protective film) is laminated so as to cover the periphery of the p pad 16, the n electrode 17 and the n pad 18). The SiN film 21 is made of SiN having an insulating property and a high hydrogen blocking property, and a protective film is formed by this one layer. As described above, the SiN film 21 protects not only the p electrode 15 containing Ag but also the entire element.

前述したように、SiNからなる保護膜は、通常、防水性は高いが、水素ブロック性が劣るという問題がある。   As described above, the protective film made of SiN usually has a high waterproof property, but has a problem that the hydrogen blocking property is inferior.

そこで、本実施例においては、後述するプラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)装置、成膜条件を用いて、SiN膜21の成膜を行うことにより、防水性が高く、水素ブロック性も高い膜質とすることができる。   Therefore, in this embodiment, the SiN film 21 is formed using a plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) apparatus and film formation conditions, which will be described later, so that the film quality is high and the hydrogen blocking property is high. be able to.

まず、SiN膜21を形成する際に用いるプラズマCVD装置について、図2を参照して、その構成を説明する。図2は、SiN膜21を形成するプラズマCVD装置の一例を示しているが、後述するように、Si−H結合量を少なくして、防水性が高く、水素ブロック性も高い膜質としたり、更には、透過率、絶縁耐圧の改善も図ったりしたい場合には、図2に示すプラズマCVD装置を用いて、SiN膜21を形成することが望ましい。但し、Si−H結合量を少なくして、防水性が高く、水素ブロック性も高い膜質のSiN膜を形成できれば、他のプラズマCVD装置を適用してもよく、例えば、高密度プラズマを用いたプラズマCVD装置等が好適である。   First, the configuration of the plasma CVD apparatus used when forming the SiN film 21 will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows an example of a plasma CVD apparatus for forming the SiN film 21, but as will be described later, the Si—H bond amount is reduced, the film quality is high and the hydrogen blocking property is high. Furthermore, when it is desired to improve the transmittance and withstand voltage, it is desirable to form the SiN film 21 using the plasma CVD apparatus shown in FIG. However, other plasma CVD apparatuses may be applied as long as a SiN film having a high water resistance and a high hydrogen blocking property can be formed by reducing the amount of Si—H bonds. For example, high-density plasma is used. A plasma CVD apparatus or the like is suitable.

図2に示すように、プラズマCVD装置100は、高い真空度を維持する真空容器101を備えている。この真空容器101は、筒状容器102と天井板103からなり、筒状容器102の上部に天井板103を取り付けることで、外気から密閉された空間を形成している。真空容器101には、真空容器101の内部を真空状態にする真空装置104が設置されている。   As shown in FIG. 2, the plasma CVD apparatus 100 includes a vacuum container 101 that maintains a high degree of vacuum. The vacuum vessel 101 includes a cylindrical vessel 102 and a ceiling plate 103, and a ceiling plate 103 is attached to the upper portion of the cylindrical vessel 102 to form a space sealed from the outside air. The vacuum vessel 104 is provided with a vacuum device 104 that evacuates the inside of the vacuum vessel 101.

天井板103の上部にはプラズマを生成させるRFアンテナ105が設置されている。このRFアンテナ105には、整合器106を介して高周波電源であるRF電源107が接続されている。即ち、RF電源107から供給されたRFパワーはRFアンテナ105によりプラズマに供給される。   An RF antenna 105 that generates plasma is installed on the top of the ceiling plate 103. An RF power source 107 that is a high frequency power source is connected to the RF antenna 105 via a matching unit 106. That is, the RF power supplied from the RF power source 107 is supplied to the plasma by the RF antenna 105.

筒状容器102の側壁の上部には、成膜する膜の原料となる原料ガスや不活性ガスを真空容器101内に供給するガス供給管108が設置されている。ガス供給管108には原料ガスや不活性ガスの供給量を制御するガス供給量制御器が設置されている。本実施例では、原料ガスとして、SiH4、N2等を、不活性ガスとして、Ar等を供給している。これらのガスの供給により、真空容器101の内部上方には、SiH4、N2及びAr等のプラズマが生成されることとなる。 A gas supply pipe 108 for supplying a raw material gas or an inert gas, which is a raw material for a film to be formed, into the vacuum container 101 is installed on the upper side wall of the cylindrical container 102. The gas supply pipe 108 is provided with a gas supply amount controller for controlling the supply amount of the source gas and the inert gas. In this embodiment, SiH 4 , N 2 or the like is supplied as a source gas, and Ar or the like is supplied as an inert gas. By supplying these gases, plasma such as SiH 4 , N 2, and Ar is generated above the inside of the vacuum vessel 101.

筒状容器102内の下方には、成膜対象である基板109を保持する基板支持台110が設置されている。この基板支持台110は、基板109を保持する基板保持部111と、この基板保持部111を支持する支持軸112とにより構成されている。基板保持部111の内部には加熱のためのヒータ113が設置されており、このヒータ113はヒータ制御装置114により温度が調整されている。これにより、プラズマ処理中の基板109の温度を、例えば、50〜400℃に制御することができる。更に、基板保持部111には、基板109を静電気力で保持する静電チャック機構を設けてもよい。   A substrate support 110 for holding a substrate 109 that is a film formation target is installed below the cylindrical container 102. The substrate support 110 includes a substrate holding part 111 that holds the substrate 109 and a support shaft 112 that supports the substrate holding part 111. A heater 113 for heating is installed inside the substrate holder 111, and the temperature of the heater 113 is adjusted by a heater control device 114. Thereby, the temperature of the substrate 109 during the plasma processing can be controlled to 50 to 400 ° C., for example. Further, the substrate holder 111 may be provided with an electrostatic chuck mechanism that holds the substrate 109 with electrostatic force.

支持軸112には、上下駆動機構(図示省略)が設けられており、図2に示すように、高密度のプラズマ領域から基板109を離すこと、つまり、高密度プラズマの影響を受けない位置に基板109を配置可能になっている。具体的には、基板保持部111は、天井板103の下面からの距離が5cm〜30cmとなる位置に移動可能であり、例えば、生成されたプラズマ中心から10cm以上離れた位置に基板109を配置する。このような配置とすることにより、後述の図3のグラフに示すように、膜中水素量(Si−H結合量)が少なく、ストレス変化量の小さいSiN膜、即ち、水素ブロック性の高いSiN膜を形成することが可能となる。   The support shaft 112 is provided with a vertical drive mechanism (not shown). As shown in FIG. 2, the substrate 109 is separated from the high-density plasma region, that is, at a position not affected by the high-density plasma. A substrate 109 can be arranged. Specifically, the substrate holding unit 111 can move to a position where the distance from the lower surface of the ceiling plate 103 is 5 cm to 30 cm. For example, the substrate 109 is arranged at a position that is 10 cm or more away from the generated plasma center. To do. With this arrangement, as shown in the graph of FIG. 3 to be described later, a SiN film having a small amount of hydrogen (Si—H bond) in the film and a small amount of stress change, that is, SiN having a high hydrogen blocking property. A film can be formed.

そして、上述したプラズマCVD装置100には、RF電源107によるRFパワーと、真空装置104による圧力と、ヒータ制御装置114による基板温度と、ガス供給量制御器によるガス供給量と、上下駆動機構による基板位置とを、各々制御可能な主制御装置119が設置されている。ここで、図2中の一点鎖線は、主制御装置119からRF電源107、真空装置104、ヒータ制御装置114、ガス供給量制御器へ制御信号を送信するための信号線を意味している。   In the plasma CVD apparatus 100 described above, the RF power from the RF power source 107, the pressure from the vacuum device 104, the substrate temperature from the heater control device 114, the gas supply amount from the gas supply amount controller, and the vertical drive mechanism are used. A main control device 119 capable of controlling the substrate position is installed. 2 represents a signal line for transmitting a control signal from the main controller 119 to the RF power source 107, the vacuum device 104, the heater controller 114, and the gas supply amount controller.

上述したプラズマCVD装置100において、主制御装置119により、成膜温度、RFパワー、ガス供給量を後述する成膜条件で制御することで、防水性が高く、水素ブロック性も高いSiN膜21の成膜が可能となる。   In the plasma CVD apparatus 100 described above, the main controller 119 controls the film formation temperature, the RF power, and the gas supply amount under the film formation conditions described later, so that the SiN film 21 having high waterproof properties and high hydrogen blocking properties can be obtained. Film formation is possible.

そこで、次に、SiN膜21の成膜条件について説明する。本実施例において、SiN膜21は、RFパワー:3.0kW、SiH4:30sccm、N2:800sccm、圧力:25mTorrで成膜を行った。このとき、基板109にバイアスは印加しない。 Therefore, next, the conditions for forming the SiN film 21 will be described. In this example, the SiN film 21 was formed with RF power: 3.0 kW, SiH 4 : 30 sccm, N 2 : 800 sccm, and pressure: 25 mTorr. At this time, no bias is applied to the substrate 109.

なお、この成膜条件は一例であり、以下の成膜条件の範囲とすれば、図3に示すような、水素拡散がない特性を得ることができる。
成膜温度:50℃〜400℃
SiH4及びN2の総流量に対するRFパワー:7W/sccm以下
ガス流量比:SiH4/(SiH4+N2)=0.036〜0.33
バイアス印加:無し
Note that this film forming condition is an example, and if it is within the following film forming condition range, characteristics without hydrogen diffusion as shown in FIG. 3 can be obtained.
Deposition temperature: 50 ° C to 400 ° C
RF power with respect to the total flow rate of SiH 4 and N 2 : 7 W / sccm or less Gas flow rate ratio: SiH 4 / (SiH 4 + N 2 ) = 0.036 to 0.33
Bias application: None

成膜条件を変えてSiN膜を成膜し、そのSiN膜の膜中水素量(Si−H結合量)とストレス変化量との関係を測定したものが、図3に示すグラフである。   The graph shown in FIG. 3 shows the relationship between the amount of hydrogen in the SiN film (Si—H bond amount) and the amount of stress change after the SiN film was formed under different film formation conditions.

図3において、SiN膜中の水素量はIR分析(赤外線分析、例えば、FTIR等)により確認した。具体的には、2140cm-1付近に発生するSi−H結合のピーク面積から求めたSi−H結合量を、膜中水素量(Si−H結合量)として測定した。又、SiN膜のストレス変化量は、応力測定装置(例えば、KLA−Tencor製、FLX−2320)により確認した。具体的には、応力測定装置内のヒータにて、SiN膜成膜後の基板を常温→450℃まで昇温し、450℃で1時間保持した後に常温まで降下させ、その間の応力の変化を測定し、これをストレス変化量とした。 In FIG. 3, the amount of hydrogen in the SiN film was confirmed by IR analysis (infrared analysis, for example, FTIR). Specifically, the amount of Si—H bonds determined from the peak area of Si—H bonds generated near 2140 cm −1 was measured as the amount of hydrogen in the film (Si—H bond amount). Further, the amount of stress change of the SiN film was confirmed by a stress measuring device (for example, FLX-2320 manufactured by KLA-Tencor). Specifically, the substrate after the SiN film is formed is heated from room temperature to 450 ° C. with a heater in the stress measuring device, held at 450 ° C. for 1 hour, then lowered to room temperature, and the stress change during that time This was measured and used as the amount of stress change.

図3に示すように、ストレス変化量は膜中水素量(Si−H結合量)と相関が有り、膜中水素量(Si−H結合量)が多いとストレス変化量も大きく、逆に、膜中水素量(Si−H結合量)が少ないとストレス変化量も小さく、膜中水素量(Si−H結合量)が1×1020[個/cm3]以下の場合には、ストレス変化量がゼロとなる。これは、SiN膜中の水素(特に、Si−H結合の水素)が少ない場合、膜質が緻密で、水素の移動(透過)を抑制するため、測定時のアニール処理により離脱した水素が少なくなり、膜応力の変化も小さくなるからである。つまり、SiN膜のストレス変化は、膜中からの水素の脱離が主要因であり、ストレス変化量がゼロであれば、水素拡散が無いと言える。 As shown in FIG. 3, the amount of stress change has a correlation with the amount of hydrogen in the film (Si—H bond amount), and the amount of stress change is large when the amount of hydrogen in the film (Si—H bond amount) is large. When the amount of hydrogen in the film (Si—H bond amount) is small, the amount of change in stress is small, and when the amount of hydrogen in the film (Si—H bond amount) is 1 × 10 20 [pieces / cm 3 ] or less, the stress change The amount is zero. This is because when the amount of hydrogen in the SiN film (especially Si-H bond hydrogen) is small, the film quality is dense and the hydrogen migration (permeation) is suppressed, so that the amount of hydrogen released by the annealing process during measurement is small. This is because the change in film stress is also reduced. That is, the stress change of the SiN film is mainly caused by the desorption of hydrogen from the film, and it can be said that there is no hydrogen diffusion if the amount of stress change is zero.

上記測定の結果、SiN膜の膜中水素量(Si−H結合量)が1×1020[個/cm3]以下であれば、ストレス変化量がゼロであり、水素拡散が無い緻密な膜であると言える。このように、本実施例では、SiN膜の膜中水素量(Si−H結合量)を1×1020[個/cm3]以下とすることで、従来のSiN膜では不可能であった水素ブロック性を、SiN膜のみで可能としている。 As a result of the above measurement, if the amount of hydrogen in the SiN film (Si—H bond amount) is 1 × 10 20 [pieces / cm 3 ] or less, the dense film has zero stress change and no hydrogen diffusion. It can be said that. As described above, in this example, it was impossible with the conventional SiN film by setting the amount of hydrogen (Si—H bond amount) in the SiN film to 1 × 10 20 [pieces / cm 3 ] or less. Hydrogen blocking property is made possible only with a SiN film.

又、本実施例で示すプラズマCVD装置で成膜したSiN膜の膜中水素量(Si−H結合量)は、図4のグラフ中の実験例に示すように、SiN膜の透過率にも相関があり、Si−H結合量を少なくすると、透過率が高くなる性質もある。これは、一般的なプラズマCVD装置で成膜したSiN膜(図4のグラフ中の比較例)と比較して、膜中の水素、つまり、不純物が少ないからであり、そのため、膜自体の消衰係数kが0.005以下と極めて低く、その結果、高い透過率が得られていると考えられる。   In addition, the amount of hydrogen in the SiN film (Si—H bond amount) formed by the plasma CVD apparatus shown in this example is also the transmittance of the SiN film, as shown in the experimental example in the graph of FIG. There is a correlation, and when the amount of Si—H bonds is reduced, there is also a property that the transmittance is increased. This is because there is less hydrogen, that is, impurities, in the film compared to the SiN film formed by a general plasma CVD apparatus (comparative example in the graph of FIG. 4). The attenuation coefficient k is as extremely low as 0.005 or less, and as a result, it is considered that a high transmittance is obtained.

加えて、本実施例で示すプラズマCVD装置においては、上述したように、高密度プラズマを生成可能であると共に、高密度のプラズマ領域から基板109を離すことができるので、プラズマダメージも低く抑えることができ、一般的なプラズマCVD装置で成膜したSiN膜と比較して、絶縁耐圧を高くすることもできる。   In addition, in the plasma CVD apparatus shown in this embodiment, as described above, high-density plasma can be generated and the substrate 109 can be separated from the high-density plasma region, so that plasma damage can be kept low. In addition, the withstand voltage can be increased as compared with a SiN film formed by a general plasma CVD apparatus.

又、SiN膜21の膜厚は、素子を物理的に保護可能な膜厚、つまり、素子の半導体層に傷をつけさせない膜厚としており、具体的には、一般的なLEDで使用されている400〜1000nmとしている。このような範囲の膜厚において、SiN膜21は、後述する図6からわかるように、十分な防水性を有している。   The film thickness of the SiN film 21 is a film thickness that can physically protect the element, that is, a film thickness that does not damage the semiconductor layer of the element. Specifically, it is used in general LEDs. 400 to 1000 nm. In such a range of film thickness, the SiN film 21 has sufficient waterproofness as can be seen from FIG.

従って、図1に示した素子構造においては、ごく一部(パッド開口部)を除き、素子全体が上記特性、膜厚を有するSiN膜21に覆われているので、素子の側壁において、内部への水分の侵入を防いで、p電極15中のAgのマイグレーションを抑制することができ、高いマイグレーション防止性が得られる。   Therefore, in the element structure shown in FIG. 1, the entire element is covered with the SiN film 21 having the above characteristics and film thickness except for a very small part (pad opening). Intrusion of moisture can be prevented, migration of Ag in the p electrode 15 can be suppressed, and high migration prevention can be obtained.

又、SiN膜21は、水素ブロック性も高いので、p型GaNからなるp型半導体層14の高抵抗化を防止し、LED素子の劣化を防止することができる。又、水素を含む雰囲気下でアニール処理を施す場合でも、水素の素子内部への侵入をSiN膜21により防ぐことができる。   Moreover, since the SiN film 21 has a high hydrogen blocking property, it is possible to prevent the p-type semiconductor layer 14 made of p-type GaN from increasing in resistance and to prevent the LED element from deteriorating. Even when annealing is performed in an atmosphere containing hydrogen, the SiN film 21 can prevent hydrogen from entering the device.

加えて、従来のSiN膜と比較して、SiN膜21は膜自体の透過率が高く、絶縁耐圧も高いので、保護膜としての透過率、絶縁耐圧が向上し、その結果、SiN膜21の膜厚を厚くする必要もなく、そのエッチングも不要であるので、成膜コストを抑えることができる。一方、従来例1では、SiN膜71をp電極65の周辺部のみ形成するため、SiO膜72を成膜する前に、全体についたSiN71膜を一部除去する工程が必要となり、成膜コストが高くなり、又、従来例2では、SiN膜81は、一般的に、SiO膜よりも絶縁耐圧が低いため、絶縁性を確保するには膜厚を厚くする必要があり、成膜に時間がかかり成膜コストが高くなる。   In addition, the SiN film 21 has higher transmittance and higher withstand voltage than the conventional SiN film, so that the transmittance as a protective film and the withstand voltage are improved. As a result, the SiN film 21 Since it is not necessary to increase the film thickness and the etching is unnecessary, the film formation cost can be suppressed. On the other hand, in the conventional example 1, since the SiN film 71 is formed only in the peripheral portion of the p-electrode 65, it is necessary to remove a part of the SiN71 film on the whole before forming the SiO film 72, and the film formation cost is increased. In addition, in the conventional example 2, the SiN film 81 generally has a lower withstand voltage than the SiO film, so that it is necessary to increase the film thickness in order to ensure insulation, and the time for film formation is long. Film formation costs are increased.

水素ブロック性、マイグレーション防止性、透過率及び絶縁耐性について、以上の結果を纏め、前述した従来例1、従来例2と比較すると、表1に示すようになる。なお、表1においては、後述する実施例2、実施例3も併記している。   Regarding the hydrogen blocking property, migration preventing property, transmittance and insulation resistance, the above results are summarized and shown in Table 1 when compared with Conventional Example 1 and Conventional Example 2 described above. In Table 1, Example 2 and Example 3 described later are also shown.

Figure 2012151261
Figure 2012151261

表1に示すように、本実施例における水素ブロック性は、SiN膜21が緻密であるので、従来例1、従来例2より高い。又、本実施例におけるマイグレーション防止性は、素子全体がSiN膜21に覆われているので、従来例1より高く、従来例2と同等である。この結果、素子の信頼性が向上する。   As shown in Table 1, the hydrogen blocking property in this example is higher than those of Conventional Example 1 and Conventional Example 2 because the SiN film 21 is dense. In addition, the migration preventing property in this example is higher than that of Conventional Example 1 and equivalent to that of Conventional Example 2 because the entire element is covered with the SiN film 21. As a result, the reliability of the element is improved.

本実施例における透過率(膜厚500nm、光の波長350nmの条件で比較)については、従来例2と同程度若しくはそれ以上である。又、本実施例における絶縁耐圧については、従来例2より高いため、SiN膜21の膜厚を厚くする必要はなく、そのエッチングも不要であるので、エッチング工程が必要な従来例1や膜厚が厚くなる従来例2より、成膜コストを抑えることができる。   The transmittance (compared under the conditions of a film thickness of 500 nm and a light wavelength of 350 nm) in this example is about the same as or higher than that of Conventional Example 2. In addition, since the withstand voltage in this embodiment is higher than that of the conventional example 2, it is not necessary to increase the film thickness of the SiN film 21 and the etching is not required. The film formation cost can be reduced as compared with the conventional example 2 in which the film thickness is increased.

このように、本実施例では、高いマイグレーション防止性と水素ブロック性とを両立することが可能となり、その結果、LED素子の信頼性を向上させることができる。   Thus, in this example, it is possible to achieve both high migration prevention and hydrogen blocking properties, and as a result, the reliability of the LED element can be improved.

(実施例2)
図5は、本実施例のLEDの素子構造を示す断面図である。なお、図5において、実施例1(図1参照)で示した構成と同等の構成については同じ符号を付し、重複する説明は省略する。又、図中の矢印は、透過光の様子を示している。
(Example 2)
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the element structure of the LED of this example. In FIG. 5, the same reference numerals are given to the same components as those shown in the first embodiment (see FIG. 1), and duplicate descriptions are omitted. Moreover, the arrow in a figure has shown the mode of the transmitted light.

本実施例のLEDにおいて、半導体層の素子構造は、実施例1(図1参照)で示したLEDと同等の構成である。又、実施例1と同様に、pパッド16及びnパッド18におけるバンプのための開口部を除き、半導体層及び電極部の周囲を被覆するように、保護膜を形成しているが、この保護膜の構成が、実施例1とは相違する。   In the LED of this example, the element structure of the semiconductor layer has the same configuration as the LED shown in Example 1 (see FIG. 1). Further, as in the first embodiment, a protective film is formed so as to cover the periphery of the semiconductor layer and the electrode portion except for the openings for the bumps in the p pad 16 and the n pad 18. The structure of the film is different from that of Example 1.

具体的には、保護膜として、絶縁性を有し、水素ブロック性が高いSiNからなるSiN膜31(第1の保護膜)と、絶縁性を有するSiOからなるSiO膜32(第2の保護膜)とを順次積層している。つまり、第1層目をSiN膜31、第2層目をSiO膜32とした2層構造の保護膜を形成している。このように、Agを含有するp電極15の周囲だけでなく、素子全体の周囲を、SiN膜31及びSiO膜32の2層構造により保護する構造となる。   Specifically, as the protective film, an SiN film 31 (first protective film) made of SiN having insulating properties and high hydrogen blocking properties, and an SiO film 32 (second protective film) made of SiO having insulating properties. Film). That is, a protective film having a two-layer structure in which the first layer is the SiN film 31 and the second layer is the SiO film 32 is formed. Thus, not only the periphery of the p electrode 15 containing Ag but also the entire periphery of the device is protected by the two-layer structure of the SiN film 31 and the SiO film 32.

これらのSiN膜31、SiO膜32のうち、SiN膜31は、実施例1で説明したプラズマCVD装置及び成膜条件により形成されている。一方、SiO膜32は、図2に示すようなプラズマCVD装置でもよいが、他のプラズマCVD装置でもよく、やはり、高密度プラズマを用いたプラズマCVD装置が好適である。なお、同様のSiO膜を形成できれば、他の装置、例えば、スパッタリング装置、真空蒸着装置等を用いることもできる。   Of these SiN film 31 and SiO film 32, the SiN film 31 is formed by the plasma CVD apparatus and film forming conditions described in the first embodiment. On the other hand, the SiO film 32 may be a plasma CVD apparatus as shown in FIG. 2, but may be another plasma CVD apparatus, and a plasma CVD apparatus using high-density plasma is also preferable. If a similar SiO film can be formed, other apparatuses such as a sputtering apparatus and a vacuum evaporation apparatus can be used.

前述したように、SiNからなる保護膜は、通常、防水性は高いが、透過率が低く、水素ブロック性が劣るという問題がある。又、実施例1で示したSiN膜は、防水性、水素ブロック性は高いが、透過率、絶縁耐圧はSiO膜のように高くはなく、改善の余地がある。   As described above, the protective film made of SiN usually has a high waterproof property, but has a problem that the transmittance is low and the hydrogen blocking property is poor. Further, the SiN film shown in Example 1 has high waterproofness and hydrogen blocking property, but the transmittance and withstand voltage are not as high as those of the SiO film, and there is room for improvement.

そこで、本実施例においては、SiN膜31を、実施例1で説明したように、Si−H結合量を少なくして、水素ブロック性を高くしている。更に、このSiN膜31の外側に、透過率が高く、絶縁耐圧が高いSiO膜32を積層する構造とすると共に、このSiO膜32の膜厚をSiN膜31より厚くしている。このような構成とすることにより、透過率、絶縁耐圧を向上させている。但し、SiO膜32には、元々、水を通し易く、保持し易いという性質があり、一度水分を多く含むと水分の供給源となり、素子側に水が浸入するおそれがある。   Therefore, in this example, as described in Example 1, the SiN film 31 has a high hydrogen blocking property by reducing the amount of Si—H bonds. Further, a SiO film 32 having a high transmittance and a high withstand voltage is laminated outside the SiN film 31, and the thickness of the SiO film 32 is made thicker than that of the SiN film 31. With such a configuration, the transmittance and the withstand voltage are improved. However, the SiO film 32 originally has a property that it is easy to pass and hold water, and once it contains a large amount of moisture, it becomes a moisture supply source and water may enter the element side.

そのため、本実施例では、SiN膜31を、防水性を保てる膜厚としている。ここで、図6のグラフを参照して、SiN膜31における防水性と膜厚の関係を説明する。図6では、比較例として、一般的なプラズマCVD装置で成膜したSiNにおける防水性と膜厚のグラフを点線で併記した。なお、図6における防水性とは、サンプルとして、コバルト−鉄の膜上に、評価対象のSiN膜、膜中水分量の多いSiO膜を順次形成し、形成したサンプルにおいて、コバルト−鉄の磁化劣化を測定することで、評価対象のSiN膜の防水性を評価したものである。   Therefore, in this embodiment, the SiN film 31 has a film thickness that can maintain waterproofness. Here, with reference to the graph of FIG. 6, the relationship between the waterproofness and film thickness in the SiN film 31 will be described. In FIG. 6, as a comparative example, a graph of waterproofness and film thickness in SiN formed by a general plasma CVD apparatus is shown with dotted lines. Note that the waterproof property in FIG. 6 means that as a sample, a SiN film to be evaluated and a SiO film with a large amount of water in the film are sequentially formed on a cobalt-iron film. By measuring the degradation, the waterproof property of the SiN film to be evaluated is evaluated.

図6のグラフに示すように、比較例では、SiN膜の膜厚が35nm未満の場合は、膜厚が薄くなるに従って、防水性が低下しているが、SiN膜の膜厚が35nm以上の場合は、防水性が良好であることがわかる。一方、本実施例では、SiN膜の膜厚が10nm未満の場合は、膜厚が薄くなるに従って、防水性が低下しているが、SiN膜の膜厚が10nm以上の場合は、防水性が良好であることがわかる。このように、比較例では、35nm以上でなければ、良好な防水性は得られなかったが、本実施例では、SiN膜31の膜厚を10nm以上とすることで、良好な防水性を得ることができる。つまり、SiN膜31において、10nm以上が、防水性を保てる膜厚となる。   As shown in the graph of FIG. 6, in the comparative example, when the film thickness of the SiN film is less than 35 nm, the waterproofness decreases as the film thickness decreases, but the film thickness of the SiN film is 35 nm or more. In this case, it can be seen that the waterproof property is good. On the other hand, in this example, when the film thickness of the SiN film is less than 10 nm, the waterproof property decreases as the film thickness decreases. However, when the film thickness of the SiN film is 10 nm or more, the waterproof property is reduced. It turns out that it is favorable. Thus, in the comparative example, good waterproofness could not be obtained unless the thickness was 35 nm or more, but in this example, good waterproofness is obtained by setting the thickness of the SiN film 31 to 10 nm or more. be able to. That is, in the SiN film 31, a thickness of 10 nm or more is a film thickness that can maintain waterproofness.

このように、SiO膜32の内側に緻密なSiN膜31を設け、防水性を保つ膜厚としているので、特に、SiO膜32から供給される水分をブロックし、LED素子への水侵入を低減している。   As described above, the dense SiN film 31 is provided inside the SiO film 32 so as to maintain a waterproof property. In particular, the moisture supplied from the SiO film 32 is blocked to reduce water intrusion into the LED element. is doing.

又、SiO膜32は、SiN膜31との合計の膜厚が、素子を物理的に保護可能な膜厚、つまり、素子の半導体層に傷をつけさせない膜厚としている。具体的には、合計の膜厚を、一般的なLEDで使用されている400〜1000nmとしている。   Further, the total film thickness of the SiO film 32 and the SiN film 31 is set to a film thickness that can physically protect the element, that is, a film thickness that does not damage the semiconductor layer of the element. Specifically, the total film thickness is set to 400 to 1000 nm used in general LEDs.

図5に示した素子構造においては、ごく一部(パッド開口部)を除き、素子全体が上記特性、膜厚を有するSiN膜31に覆われているので、素子の側壁において、内部への水分の侵入を防いで、p電極15中のAgのマイグレーションを抑制することができ、高いマイグレーション防止性が得られる。   In the element structure shown in FIG. 5, the entire element is covered with the SiN film 31 having the above characteristics and film thickness except for a very small part (pad opening). Can be prevented, and migration of Ag in the p-electrode 15 can be suppressed, and high migration prevention can be obtained.

又、SiN膜31は、水素ブロック性も高いので、p型GaNからなるp型半導体層14の高抵抗化を防止し、LED素子の劣化を防止することができる。又、水素を含む雰囲気下でアニール処理を施す場合でも、水素の素子内部への侵入をSiN膜31により防ぐことができる。   Further, since the SiN film 31 has a high hydrogen blocking property, it is possible to prevent the p-type semiconductor layer 14 made of p-type GaN from increasing in resistance and to prevent the LED element from deteriorating. Even when annealing is performed in an atmosphere containing hydrogen, the SiN film 31 can prevent hydrogen from entering the element.

加えて、透過率が高く、絶縁耐圧が高いSiO膜32を、SiN膜31より厚い膜厚で積層しているので、SiN膜のみの場合と比較して、保護膜全体の透過率、保護膜全体の絶縁耐圧が向上する。更に、SiN膜31の膜厚を厚くする必要もなく、そのエッチングも不要であるので、成膜コストを抑えることができる。   In addition, since the SiO film 32 having a high transmittance and a high withstand voltage is laminated with a film thickness thicker than that of the SiN film 31, the transmittance of the entire protective film and the protective film are compared with the case of using only the SiN film. Overall breakdown voltage is improved. Furthermore, since it is not necessary to increase the thickness of the SiN film 31 and the etching is not required, the deposition cost can be reduced.

従って、表1に示すように、本実施例における水素ブロック性は、SiN膜31が緻密であるので、従来例1、従来例2より高い。又、本実施例におけるマイグレーション防止性は、素子全体がSiN膜31に覆われているので、従来例1より高い。この結果、素子の信頼性が向上する。   Therefore, as shown in Table 1, the hydrogen blocking property in the present example is higher than those of Conventional Example 1 and Conventional Example 2 because the SiN film 31 is dense. Further, the migration preventing property in this embodiment is higher than that of the conventional example 1 because the entire element is covered with the SiN film 31. As a result, the reliability of the element is improved.

又、本実施例における透過率は、膜厚500nm、光の波長350nmの条件で比較した場合(但し、本実施例のSiN膜31の膜厚は10nm、その透過率99.97%)、その保護膜全体の透過率は99.97%である。この透過率は、従来例1(p電極付近の透過率も考慮した場合)と略同等であり、従来例2、実施例1より高く、光取出し効率が改善している。これは、透過率の低いSiN膜31の膜厚が保護膜全体の膜厚に対し薄く、透過率の高いSiO膜32の膜厚が厚いため、保護膜全体で高い透過率を得ることができるからである。   Further, the transmittance in this example is compared under the conditions of a film thickness of 500 nm and a light wavelength of 350 nm (however, the film thickness of the SiN film 31 of this example is 10 nm and its transmittance is 99.97%). The transmittance of the entire protective film is 99.97%. This transmittance is substantially the same as Conventional Example 1 (when the transmittance in the vicinity of the p electrode is also taken into consideration), which is higher than Conventional Example 2 and Example 1, and the light extraction efficiency is improved. This is because the SiN film 31 having a low transmittance is thinner than the entire protective film and the SiO film 32 having a high transmittance is thick, so that a high transmittance can be obtained in the entire protective film. Because.

このように、本実施例では、高いマイグレーション防止性と水素ブロック性とを両立することができ、そして、高い透過率を達成することもでき、その結果、LED素子の信頼性を向上させると共に、高輝度構造を実現することができる。   Thus, in this example, both high migration prevention and hydrogen blocking properties can be achieved, and high transmittance can also be achieved. As a result, the reliability of the LED element is improved, A high luminance structure can be realized.

(実施例3)
図7は、本実施例のLEDの素子構造を示す断面図である。なお、図7において、実施例1(図1参照)で示した構成と同等の構成については同じ符号を付し、重複する説明は省略する。又、図中の矢印は、透過光の様子を示している。
(Example 3)
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the element structure of the LED of this example. In FIG. 7, the same components as those shown in the first embodiment (see FIG. 1) are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. Moreover, the arrow in a figure has shown the mode of the transmitted light.

本実施例のLEDにおいて、半導体層の素子構造は、実施例1(図1参照)で示したLEDと同等の構成である。又、実施例1と同様に、pパッド16及びnパッド18におけるバンプのための開口部を除き、半導体層及び電極部の周囲を被覆するように、保護膜を形成しているが、この保護膜の構成が、実施例1、実施例2とは相違する。   In the LED of this example, the element structure of the semiconductor layer has the same configuration as the LED shown in Example 1 (see FIG. 1). Further, as in the first embodiment, a protective film is formed so as to cover the periphery of the semiconductor layer and the electrode portion except for the openings for the bumps in the p pad 16 and the n pad 18. The structure of the film is different from that of the first and second embodiments.

具体的には、保護膜として、絶縁性を有し、水素ブロック性が高いSiNからなるSiN膜41(第1の保護膜)と、絶縁性を有するSiOからなるSiO膜42(第2の保護膜)と、絶縁性を有し、水素ブロック性が高いSiNからなるSiN膜43(第3の保護膜)とを順次積層している。つまり、第1層目をSiN膜41、第2層目をSiO膜42、第3層目をSiN膜43とした3層構造の保護膜を形成している。このように、Agを含有するp電極15の周囲だけでなく、素子全体の周囲を、SiN膜41、SiO膜42及びSiN膜43の3層構造により保護する構造となる。   Specifically, as the protective film, an SiN film 41 (first protective film) made of SiN having insulating properties and high hydrogen blocking properties, and an SiO film 42 (second protective film) made of insulating SiO. Film) and an SiN film 43 (third protective film) made of SiN having insulating properties and high hydrogen blocking properties are sequentially stacked. That is, a protective film having a three-layer structure in which the SiN film 41 is the first layer, the SiO film 42 is the second layer, and the SiN film 43 is the third layer is formed. In this way, not only the periphery of the p electrode 15 containing Ag but also the periphery of the entire device is protected by the three-layer structure of the SiN film 41, the SiO film 42, and the SiN film 43.

これらのSiN膜41、SiO膜42及びSiN膜43のうち、SiN膜41、43は、実施例1で説明したプラズマCVD装置及び成膜条件により形成されている。一方、SiO膜42は、図2に示すようなプラズマCVD装置でもよいが、他のプラズマCVD装置でもよく、やはり、高密度プラズマを用いたプラズマCVD装置が好適である。なお、同様のSiO膜を形成できれば、他の装置、例えば、スパッタリング装置、真空蒸着装置等を用いることもできる。   Of these SiN film 41, SiO film 42, and SiN film 43, SiN films 41 and 43 are formed by the plasma CVD apparatus and film forming conditions described in the first embodiment. On the other hand, the SiO film 42 may be a plasma CVD apparatus as shown in FIG. 2, but may be another plasma CVD apparatus, and a plasma CVD apparatus using high-density plasma is also preferable. If a similar SiO film can be formed, other apparatuses such as a sputtering apparatus and a vacuum evaporation apparatus can be used.

前述したように、SiNからなる保護膜は、通常、防水性は高いが、透過率が低く、水素ブロック性が劣るという問題がある。又、実施例1で示したSiN膜21は、防水性、水素ブロック性は高いが、透過率、絶縁耐圧はSiO膜のように高くはなく、改善の余地がある。又、実施例2で示したSiN膜31、SiO膜32からなる2層構造の保護膜は、SiN膜31に防水性、水素ブロック性があるとは言え、SiO膜32の性質として、膜中に一度水分を多く含むと水分の供給源となり、又、水素の供給源となる可能性も有り、長期的な時間の経過と共に、僅かではあるが水分、水素が素子側に浸入するおそれがある。   As described above, the protective film made of SiN usually has a high waterproof property, but has a problem that the transmittance is low and the hydrogen blocking property is poor. Further, the SiN film 21 shown in Example 1 has high waterproofness and hydrogen blocking properties, but the transmittance and withstand voltage are not as high as those of the SiO film, and there is room for improvement. In addition, the protective film having the two-layer structure composed of the SiN film 31 and the SiO film 32 shown in the second embodiment has a waterproof property and a hydrogen blocking property as the SiN film 31. Once a large amount of water is contained, it becomes a water supply source and may also become a hydrogen supply source, and there is a risk that water and hydrogen may invade into the device side over a long period of time. .

そこで、本実施例においては、SiN膜41を、実施例1で説明したように、Si−H結合量を少なくして、水素ブロック性を高くすると共に、実施例2(図6)で説明したように、防水性を保てる膜厚10nm以上としている。更に、このSiN膜41の外側に、防水性は劣るが、透過率が高く、絶縁耐圧が高いSiO膜42を積層すると共に、このSiO膜42の膜厚をSiN膜41より厚くしている。このような構成とすることにより、透過率、絶縁耐圧を向上させている。更に、SiO膜42の外側に、水素ブロック性が高く、防水性を保てる膜厚10nm以上のSiN膜43を積層する構造としている。   Therefore, in the present embodiment, as described in the first embodiment, the SiN film 41 is reduced in the amount of Si—H bonds to increase the hydrogen blocking property and is described in the second embodiment (FIG. 6). As described above, the film thickness is 10 nm or more so that waterproofness can be maintained. Further, on the outside of the SiN film 41, an SiO film 42 having a high transmittance and a high withstand voltage is laminated while being inferior in waterproofness, and the thickness of the SiO film 42 is made thicker than that of the SiN film 41. With such a configuration, the transmittance and the withstand voltage are improved. Further, a SiN film 43 having a film thickness of 10 nm or more that has a high hydrogen blocking property and a waterproof property is laminated on the outside of the SiO film 42.

このように、SiO膜42の内側に緻密なSiN膜41を設け、防水性を保つ膜厚としているので、特に、SiO膜42から供給される水分、水素をブロックすると共に、SiO膜42の外側に緻密なSiN膜43を設け、防水性を保つ膜厚としているので、外部からSiO膜42への水分、水素の侵入をブロックし、LED素子への水分、水素の侵入を低減している。   As described above, the dense SiN film 41 is provided inside the SiO film 42 so as to maintain the waterproof property. In particular, moisture and hydrogen supplied from the SiO film 42 are blocked, and the outside of the SiO film 42 is provided. Since the dense SiN film 43 is provided to maintain a waterproof property, the penetration of moisture and hydrogen into the SiO film 42 from the outside is blocked, and the penetration of moisture and hydrogen into the LED element is reduced.

又、SiO膜42は、SiN膜41及びSiN膜43との合計の膜厚が、素子を物理的に保護可能な膜厚、つまり、素子の半導体層に傷をつけさせない膜厚としている。具体的には、合計の膜厚を、一般的なLEDで使用されている400〜1000nmとしている。   In addition, the total film thickness of the SiN film 41 and the SiN film 43 in the SiO film 42 is a film thickness that can physically protect the element, that is, a film thickness that does not damage the semiconductor layer of the element. Specifically, the total film thickness is set to 400 to 1000 nm used in general LEDs.

図7に示した素子構造においては、ごく一部(パッド開口部)を除き、素子全体が上記特性、膜厚を有するSiN膜41に覆われているので、素子の側壁において、内部への水分の侵入を防いで、p電極15中のAgのマイグレーションを抑制することができ、高いマイグレーション防止性が得られる。更に、本実施例の場合、SiO膜42の外側に更にSiN膜43を設けているので、保護膜内部、特に、SiO膜42の内部に侵入する水分を低減することができ、そのため、素子側に侵入する水分を低減することができる。その結果、実施例2に比べて、更に、マイグレーション防止性を向上させることができた。   In the element structure shown in FIG. 7, the entire element is covered with the SiN film 41 having the above characteristics and film thickness except for a very small part (pad opening). Can be prevented, and migration of Ag in the p-electrode 15 can be suppressed, and high migration prevention can be obtained. Further, in this embodiment, since the SiN film 43 is further provided outside the SiO film 42, moisture entering the protective film, in particular, the inside of the SiO film 42 can be reduced. It is possible to reduce the moisture that enters the water. As a result, it was possible to further improve the migration prevention property as compared with Example 2.

又、SiN膜41、43は、水素ブロック性も高いので、p型GaNからなるp型半導体層14の高抵抗化を防止し、LED素子の劣化を防止することができる。又、水素を含む雰囲気下でアニール処理を施す場合でも、水素の素子内部への侵入をSiN膜41、43により二重に防ぐことができる。   Further, since the SiN films 41 and 43 have high hydrogen blocking properties, it is possible to prevent the p-type semiconductor layer 14 made of p-type GaN from increasing in resistance and to prevent the LED element from deteriorating. Even when annealing is performed in an atmosphere containing hydrogen, the SiN films 41 and 43 can prevent double penetration of hydrogen into the element.

加えて、透過率が高く、絶縁耐圧が高いSiO膜42を、SiN膜41、43より厚い膜厚で積層しているので、SiN膜のみの場合と比較して、保護膜全体の透過率、保護膜全体の絶縁耐圧が向上する。更に、SiN膜41、43の膜厚を従来のように厚くする必要もなく、そのエッチングも不要であるので、成膜コストを抑えることができる。   In addition, since the SiO film 42 having a high transmittance and a high withstand voltage is stacked with a film thickness thicker than that of the SiN films 41 and 43, the transmittance of the entire protective film, compared with the case of only the SiN film, The withstand voltage of the entire protective film is improved. Furthermore, it is not necessary to increase the thickness of the SiN films 41 and 43 as in the prior art, and the etching is unnecessary, so that the film formation cost can be reduced.

従って、表1に示すように、本実施例における水素ブロック性は、SiN膜41、43が緻密であり、二重に積層されているので、従来例1、従来例2より高く、更に、実施例2よりも高くなる。又、本実施例におけるマイグレーション防止性は、素子全体がSiN膜41に覆われており、SiO膜42が更にSiN膜43に覆われているので、従来例1より高く、又、実施例2よりも高い。この結果、素子の信頼性が更に向上する。   Therefore, as shown in Table 1, the hydrogen blocking property in this example is higher than that of Conventional Example 1 and Conventional Example 2 because the SiN films 41 and 43 are dense and double-layered. It becomes higher than Example 2. Further, the migration preventing property in this embodiment is higher than that of the conventional example 1 because the entire element is covered with the SiN film 41 and the SiO film 42 is further covered with the SiN film 43. Is also expensive. As a result, the reliability of the device is further improved.

又、本実施例における透過率は、膜厚500nm、光の波長350nmの条件で比較した場合(但し、本実施例のSiN膜41、43の膜厚は10nm、その透過率99.97%)、保護膜全体の透過率は99.94%である。この透過率は、従来例1(p電極付近の透過率も考慮した場合)、実施例2と略同等であり、従来例2、実施例1より高く、光取出し効率が改善している。これは、実施例2と同様に、透過率の低いSiN膜41、43の膜厚が保護膜全体の膜厚に対し薄く、透過率の高いSiO膜42の膜厚が厚いため、保護膜全体で高い透過率を得ることができるからである。   Further, the transmittance in this example is a case where the film thickness is 500 nm and the light wavelength is 350 nm (however, the film thickness of the SiN films 41 and 43 in this example is 10 nm and the transmittance is 99.97%). The transmittance of the entire protective film is 99.94%. This transmittance is substantially the same as Conventional Example 1 (when the transmittance near the p-electrode is also taken into consideration) and Example 2, and is higher than Conventional Example 2 and Example 1, and the light extraction efficiency is improved. As in the second embodiment, the thickness of the SiN films 41 and 43 with low transmittance is smaller than the thickness of the entire protective film, and the thickness of the SiO film 42 with high transmittance is thick. This is because a high transmittance can be obtained.

このように、本実施例では、高いマイグレーション防止性と水素ブロック性とを両立することができ、そして、高い透過率を達成することもでき、その結果、LED素子の信頼性を更に向上させると共に、高輝度構造を実現することができる。   Thus, in this example, both high migration prevention and hydrogen blocking properties can be achieved, and high transmittance can also be achieved. As a result, the reliability of the LED element is further improved. A high brightness structure can be realized.

なお、上記実施例1〜3において、LEDの半導体層の材料、構成は、少なくとも1つの半導体層が、水素により高抵抗化するp型GaNを含む構成であれば、上述した構成に限らず、他の材料、構成でもよい。例えば、活性層13は、III族原子であるIn、Al、Ga等とV族原子であるNとからなる窒化物半導体等でもよいし、又、多重量子井戸構造に限らず、単一の量子井戸構造や歪量子井戸構造等でもよい。又、基板11も、サファイア基板に限らず、GaN基板などでもよい。又、各半導体層の製造方法も、公知の製造方法、例えば、有機金属気相成長(MOVPE:Metal Organic Vapor Phase Epitaxy)や有機金属化学気相成長法(MOCVD:Metal Organic Chemical Vapor Deposition)等を用いることができる。   In Examples 1 to 3, the material and configuration of the semiconductor layer of the LED is not limited to the above-described configuration as long as at least one semiconductor layer includes p-type GaN that has high resistance by hydrogen. Other materials and configurations may be used. For example, the active layer 13 may be a nitride semiconductor composed of group III atoms such as In, Al, and Ga and group V atoms N, and is not limited to a multiple quantum well structure. A well structure or a strained quantum well structure may be used. The substrate 11 is not limited to a sapphire substrate, but may be a GaN substrate. Also, the manufacturing method of each semiconductor layer is also a known manufacturing method such as metal organic vapor phase epitaxy (MOVPE) or metal organic chemical vapor deposition (MOCVD). Can be used.

又、p電極15は多層構造となっているが、マイグレーションのおそれがあるAg、Cu等の金属を含んでいれば、Ni、Pt以外の他の金属を含む構成でもよい。又、その製造方法は、公知の製造方法、例えば、スパッタリング法や真空蒸着法等を用いることができ、積層後、例えば、リフトオフ法によって、所望のパターンに形成している。従来は、Ag等のマイグレーションを考慮して、Ag層等の上下の層を他の金属で構成する多層構造(サンドイッチ構造)とすることがあったが、上記実施例1〜4の保護膜で素子全体を覆っているので、このようなサンド構造を必ずしも採用しなくても、Ag等のマイグレーションを十分に抑制可能である。   Further, the p electrode 15 has a multilayer structure, but may include a metal other than Ni and Pt as long as it contains a metal such as Ag or Cu that may cause migration. Moreover, the manufacturing method can use a well-known manufacturing method, for example, sputtering method, a vacuum evaporation method, etc., It forms in a desired pattern by the lift-off method after lamination | stacking, for example. Conventionally, in consideration of migration of Ag or the like, a multilayer structure (sandwich structure) in which upper and lower layers such as an Ag layer are composed of other metals was sometimes used. Since the entire element is covered, migration of Ag or the like can be sufficiently suppressed without necessarily adopting such a sand structure.

又、pパッド16、n電極17、nパッド18は、単層構造又は多層構造となっており、その製造方法は、p電極15と同様に、公知の製造方法、例えば、スパッタリング法や真空蒸着法等を用いることができ、積層後、例えば、リフトオフ法によって、所望のパターンに形成している。   Further, the p pad 16, the n electrode 17, and the n pad 18 have a single layer structure or a multilayer structure, and the manufacturing method is the same as the p electrode 15, for example, a known manufacturing method such as sputtering or vacuum deposition. For example, a desired pattern is formed by a lift-off method after stacking.

なお、窒化珪素は、代表的なものとして、Si34があり、その組成比に応じて、Sixyと表記することもあるが、ここでは表記を簡単にするため、SiNと記載した。同様に、酸化珪素は、代表的なものとして、SiO2があり、その組成比に応じて、Sixyと表記することもあるが、ここでは表記を簡単にするため、SiOと記載した。 Note that silicon nitride is typically Si 3 N 4 , and may be expressed as Si x N y depending on the composition ratio, but here, for simplicity of description, it is described as SiN. did. Similarly, a representative example of silicon oxide is SiO 2 , which may be expressed as Si x O y depending on the composition ratio, but here it is described as SiO for the sake of simplicity. .

本発明は、半導体発光素子に適用するものであり、特に、白色LEDに好適なものである。   The present invention is applied to a semiconductor light emitting device, and is particularly suitable for a white LED.

11 基板
12 n型半導体層
13 活性層
14 p型半導体層
15 p電極(電極部)
16 pパッド(電極部)
17 n電極(電極部)
18 nパッド(電極部)
21、31、41 SiN膜(第1の保護膜)
32、42 SiO膜(第2の保護膜)
43 SiN膜(第3の保護膜)
11 substrate 12 n-type semiconductor layer 13 active layer 14 p-type semiconductor layer 15 p-electrode (electrode part)
16 p pad (electrode part)
17 n electrode (electrode part)
18 n pad (electrode part)
21, 31, 41 SiN film (first protective film)
32, 42 SiO film (second protective film)
43 SiN film (third protective film)

Claims (11)

基板上に形成された複数の半導体層と、前記複数の半導体層の電極となる複数の電極部とを有する半導体発光素子において、当該半導体発光素子を保護する保護膜であって、
前記保護膜として、前記複数の半導体層及び前記複数の電極部の周囲を被覆する第1の保護膜を設けると共に、
前記第1の保護膜を、膜中のSi−H結合量が1.0×1020[個/cm3]以下の窒化珪素としたことを特徴とする半導体発光素子の保護膜。
In a semiconductor light emitting device having a plurality of semiconductor layers formed on a substrate and a plurality of electrode portions to be electrodes of the plurality of semiconductor layers, a protective film for protecting the semiconductor light emitting device,
As the protective film, a first protective film that covers the periphery of the plurality of semiconductor layers and the plurality of electrode portions is provided,
A protective film for a semiconductor light-emitting element, wherein the first protective film is silicon nitride having a Si—H bond amount of 1.0 × 10 20 [pieces / cm 3 ] or less in the film.
請求項1に記載の半導体発光素子の保護膜において、
更に、前記第1の保護膜の周囲を被覆する第2の保護膜を設けると共に、
前記第1の保護膜を、膜厚10nm以上とし、
前記第2の保護膜を、酸化珪素としたことを特徴とする半導体発光素子の保護膜。
In the protective film of the semiconductor light emitting device according to claim 1,
Furthermore, while providing a second protective film covering the periphery of the first protective film,
The first protective film has a thickness of 10 nm or more,
A protective film for a semiconductor light-emitting element, wherein the second protective film is made of silicon oxide.
請求項2に記載の半導体発光素子の保護膜において、
更に、前記第2の保護膜の周囲を被覆する第3の保護膜を設けると共に、
前記第3の保護膜を、前記第1の保護膜と同じく、膜中のSi−H結合量が1.0×1020[個/cm3]以下の窒化珪素とすると共に、当該膜厚を10nm以上としたことを特徴とする半導体発光素子の保護膜。
In the protective film of the semiconductor light-emitting device according to claim 2,
Furthermore, while providing a third protective film covering the periphery of the second protective film,
Similar to the first protective film, the third protective film is silicon nitride having a Si—H bond content of 1.0 × 10 20 [pieces / cm 3 ] or less, and the film thickness is A protective film for a semiconductor light-emitting element, characterized by being 10 nm or more.
請求項3に記載の半導体発光素子の保護膜において、
前記複数の半導体層の少なくとも1つをp型GaNからなる半導体層とすることを特徴とする半導体発光素子の保護膜。
In the protective film of the semiconductor light-emitting device according to claim 3,
A protective film for a semiconductor light emitting element, wherein at least one of the plurality of semiconductor layers is a semiconductor layer made of p-type GaN.
請求項1から請求項4のいずれか1つに記載の半導体発光素子の保護膜において、
前記複数の電極部の少なくとも1つが銀を含有する金属からなることを特徴とする半導体発光素子の保護膜。
In the protective film of the semiconductor light emitting element according to any one of claims 1 to 4,
A protective film for a semiconductor light-emitting element, wherein at least one of the plurality of electrode portions is made of a metal containing silver.
請求項1から請求項5のいずれか1つに記載の半導体発光素子の保護膜を用いたことを特徴とする半導体発光素子。   6. A semiconductor light emitting device comprising the protective film for a semiconductor light emitting device according to any one of claims 1 to 5. 基板上に形成された複数の半導体層と、前記複数の半導体層の電極となる複数の電極部とを有する半導体発光素子において、当該半導体発光素子を保護する保護膜の作製方法であって、
前記保護膜として、前記複数の半導体層及び前記複数の電極部の周囲を被覆する第1の保護膜を設け、膜中のSi−H結合量が1.0×1020[個/cm3]以下の窒化珪素から形成することを特徴とする半導体発光素子の保護膜の作製方法。
In a semiconductor light emitting device having a plurality of semiconductor layers formed on a substrate and a plurality of electrode portions serving as electrodes of the plurality of semiconductor layers, a method for producing a protective film for protecting the semiconductor light emitting device,
As the protective film, a first protective film that covers the periphery of the plurality of semiconductor layers and the plurality of electrode portions is provided, and the amount of Si—H bonds in the film is 1.0 × 10 20 [pieces / cm 3 ]. A method for manufacturing a protective film of a semiconductor light-emitting element, comprising forming the following silicon nitride.
請求項7に記載の半導体発光素子の保護膜の作製方法において、
前記第1の保護膜を、膜厚10nm以上とすると共に、
更に、前記第1の保護膜の周囲を被覆する第2の保護膜を設け、酸化珪素から形成することを特徴とする半導体発光素子の保護膜の作製方法。
In the manufacturing method of the protective film of the semiconductor light-emitting device according to claim 7,
The first protective film has a thickness of 10 nm or more,
Further, a method for producing a protective film of a semiconductor light emitting element, comprising providing a second protective film covering the periphery of the first protective film, and forming the protective film from silicon oxide.
請求項8に記載の半導体発光素子の保護膜の作製方法において、
更に、前記第2の保護膜の周囲を被覆する第3の保護膜を設け、前記第1の保護膜と同じく、膜中のSi−H結合量が1.0×1020[個/cm3]以下の窒化珪素から形成すると共に、当該膜厚を10nm以上とすることを特徴とする半導体発光素子の保護膜の作製方法。
In the manufacturing method of the protective film of the semiconductor light-emitting device according to claim 8,
Further, a third protective film is provided to cover the periphery of the second protective film, and the Si—H bond amount in the film is 1.0 × 10 20 [pieces / cm 3 , as in the first protective film. A method for manufacturing a protective film for a semiconductor light-emitting element, characterized in that the protective film is formed from the following silicon nitride and has a thickness of 10 nm or more.
請求項9に記載の半導体発光素子の保護膜の作製方法において、
前記複数の半導体層の少なくとも1つをp型GaNからなる半導体層から形成することを特徴とする半導体発光素子の保護膜の作製方法。
In the manufacturing method of the protective film of the semiconductor light emitting element according to claim 9,
A method for manufacturing a protective film of a semiconductor light emitting element, wherein at least one of the plurality of semiconductor layers is formed of a semiconductor layer made of p-type GaN.
請求項7から請求項10のいずれか1つに記載の半導体発光素子の保護膜の作製方法において、
前記複数の電極部の少なくとも1つが銀を含有する金属からなることを特徴とする半導体発光素子の保護膜の作製方法。
In the manufacturing method of the protective film of the semiconductor light-emitting device according to any one of claims 7 to 10,
A method for producing a protective film of a semiconductor light emitting element, wherein at least one of the plurality of electrode portions is made of a metal containing silver.
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